潍坊火车站南站房蝴蝶造型屋面网架设计关键问题研究

宁业辉

1.工程概况

潍坊火车站为胶济铁路线上的一等客运站，既有北站房候车面积偏小，外部交通拥堵，为适应旅客运输发展需求，在潍坊站站场南侧新建南站房，站房总建筑面积25495.94m2，于2018 年底开工建设，2020 年底投入使用，开通之后潍坊站增加了一倍的候车面积，最高聚集人数能达到8000 人。

南站房总面宽175m，总进深67m，站房建筑高度为24.8m（室外地面至屋檐和屋脊的平均高度），站房采用钢筋混凝土框架结构，结构设置两道变形缝将站房分为A、B、C 三个区。南站房屋面以潍坊风筝文化为切入点，采用与北站房对称的蝴蝶造型，营造南北站房 “南雄北秀，比翼齐飞”的外观效果，通过具有张力的屋顶实现南站房的雄伟，衬托北站房的秀丽，隐喻潍坊鼎盛富足的风筝城市风貌，象征潍坊各项事业蒸蒸日上（见图1）。

图1 潍坊站南站房鸟瞰效果图

2.屋面蝴蝶造型建模

潍坊站南站房屋面投影面积14900m2，为表达振翅欲飞的蝴蝶造型，屋面采用轻盈舒展富有变化的曲线轮廓，给人以强烈的视觉冲击，这同时也给结构设计师带来了不小的挑战，如何将生硬的结构力学法则与生动的建筑形态完美地融合在一起，成为屋面结构设计的关键问题。为给旅客提供一个更加舒适宽敞的候车体验，区别于既有北站房较密的柱网布置，南站房二层候车大厅采用大空间、全通透的设计，这样导致作为屋面支承的框架柱全部布置于候车大厅的周边，形成的屋面结构最大跨度为63m。结合屋面造型和承载要求，经过方案比选最终确定屋面采用大跨度空间网架结构形式，正放四角锥螺栓球节点（局部为焊接球），下弦支承[1]。……